全 文 :第 9 期
收稿日期:2011-08-02
基金项目:吉林省科技厅科技发展计划项目(20100254);吉林省科技厅科技支撑计划项目(20100259);吉林农业大学青年基金项目(2010253)
作者简介:陈丽飞(1979-),女,吉林梅河口人,讲师,在读博士研究生,研究方向为园林植物资源,(电话)13500881800(电子信箱)
zexichen@163.com;通讯作者,刘洪章,教授,博士,博士生导师,从事植物资源研究,(电子信箱)lhz999@126.com。
杓兰属(Cypripedium Linn.)隶属于兰科(Orchi-
daceae),为陆生草本植物,是兰科重要的观赏属花
卉之一,因其花唇瓣特化成兜状、杓状或拖鞋状而
得名。 杓兰属植物花形奇特,具有极高的观赏价值,
是观赏兰花中的“旗帜”类群。
1 杓兰属植物资源的分布
全世界约有杓兰属植物 50 种, 主要分布于东
亚、北美、欧洲等北半球的温带地区和亚热带山地,
中国是杓兰属植物的分布中心之一,主要分布于华
北和东北地区[1,2],向南可达喜马拉雅地区和中美洲
的危地马拉。 2003年我国产 33种及 1变种,广泛分
布于东北至西南的山地和台湾高山,尤以四川和云
南为多, 其中 21 种及 1 变种属于我国的特有种 [3]。
我国杓兰属植物主要分布在云南、 四川和西藏等
地,而云南分布主要集中在三江并流区域。 2005 年
该区域野生杓兰属植物共有 12 种 2 变种, 但由于
生境的丧失及人为的采挖使野生杓兰属资源正日
愈枯竭[4]。四川黄龙沟内共有兰科植物 19属 30种,
这些兰科植物一类分布在透光性好的疏林或灌木
丛中,另一类分布在透光性差的针阔混交林或针叶
林中, 杓兰属植物是该地兰科植物的主体之一,共
有 10 种,都是自交亲和物种,在自然条件下依赖昆
虫传粉才能成功结实 [5,6]。 杓兰属植物在云南省有
15种,分布于滇西北、滇中和滇西地区[7]。
2 研究概况
2.1 杓兰属植物的生物学特性
作为被子植物中最进化的类群,兰科植物通常
依靠种内特化的传粉者而形成种间物种隔离。 李鹏
等 [8]认为褐花杓兰(Cypripedium smithii)和西藏杓
兰(Cypripedium tibeticun)没有明确的形态差异,二
者杂交亲和,传粉系统相同,建议将其合并为一个
种。 西藏杓兰和黄花杓兰(Cypripedium flavwn)开花
均能通过提高电子传递速率来提升植株的光合作
用效率[9]。黄花杓兰有丰富的遗传变异,但居群的遗
传分化不大, 居群间基因交流较频繁,居群的克隆
多样性水平高 [10]。 黄花杓兰具有一年芽、二年芽和
杓兰属植物研究进展
陈丽飞 1a,1b,刘树英 1b,江鹏道 2,赵春莉 1a,刘洪章 1b
(1.吉林农业大学,a.园艺学院;b.生命科学学院,长春 130118;2.吉林省建设集团有限公司,长春 130021)
摘要:介绍了国内外杓兰属(Cypripedium Linn.)植物的资源分布、生物学特性、栽培繁殖及保护等方面的
研究概况,提出了简要的保育策略及发展方向。
关键词:杓兰属(Cypripedium Linn.)植物;资源分布;生物学特性;保护
中图分类号:S682.31 文献标识码:A 文章编号:0439-8114(2012)09-1733-03
Research Progress on Cypripedium Linn.
CHEN Li-fei1a,1b,LIU Shu-ying1b,JIANG Peng-dao2,ZHAO Chun-li1a,LIU Hong-zhang1b
(1a. College of Horticulture; 1b.College of Life Sciences, Jilin Agricultural University,Changchun 130118,China;
2. Construction Group Co. Ltd. Jilin Province, Changchun 130021,China)
Abstract: Research progress on the resources distribution, biological characteristics cultivation, breeding and conservation of
Cypripedium was summarized. The conservation strategy and future development direction were discussed.
Key words: Cypripedium Linn. species; resources distribution; biological characteristics; conservation
第 51卷第 9期
2012年 5月
湖北农业科学
Hubei Agricultural Sciences
Vol. 51 No.9
May.,2012
DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2012.09.055
湖 北 农 业 科 学 2012 年
多年休眠芽,由芽形成到植株开花需两年时间[11]。
杓兰开花早晚与结实率间相关性不显著,而杓
兰花期长短与结实率之间呈显著负相关[12]。 大花杓
兰(Cypripedium macranthos Sw.)种胚在授粉后第六
周就发育至球形胚阶段, 后期发育中不再有分化,
在胚的整个发育进程中内珠被一直存在, 并在种
子成熟时发育成为一层致密的内种皮包围胚体 [13],
大花杓兰无菌萌发的适宜采种时机为种胚已发育
至球形胚阶段、 次生抑制因子起作用前的时期 [14]。
李志清等 [15]对长白山地区大花杓兰资源进行了调
查和生物学特性研究,大花杓兰在吉林省东部山区
各地都有零星分布,生于针叶树、阔叶树及杂木林
下,种群内个体呈群聚状随机分布,体现出无性繁
殖和有性繁殖同时存在的分布特点。
2.2 杓兰属植物的栽培与繁殖技术
引种栽培杓兰的关键因子是光照条件和土壤
基质,在荫蔽、湿润、土壤疏松肥沃的环境下有利于
展叶赏花。 马全宝等 [16]对大花杓兰、黄花杓兰 2 个
杓兰品种及其栽培管理技术进行研究, 从基质、栽
植、水肥管理等方面进行了探讨。 紫点杓兰(Cypri-
pedium guttatum) 叶片的光合能力对不同荫蔽条件
的反应灵活而可逆,在透光率为 45%左右的光照条
件下,紫点杓兰的光合效率最佳,成功驯化紫点杓
兰对不同光照条件的适应性,可使其具有广泛的地
理分布[17]。
杓兰属植物传统的繁殖方式为分株繁殖, 但
繁殖系数低、速度慢, 不能满足市场需求。 杓兰属
植物的组培受技术、母体数量等因素制约, 一般应
用种子为外植体进行种子的无菌萌发。 黄家林等[18]
用紫点杓兰成熟蒴果中的种子, 以 Harvais 为基本
培养基,成功进行了种子的无菌萌发试验。 王艳丽
等 [19]利用改良的 Harvais 和 VWD 培养基诱导大花
杓兰种子生根, 移栽 1 个月后成活率达 70%以上。
黄家林等 [20]对授粉 15 周后的黄花杓兰种子进行无
菌萌发试验,20 周后种子最高萌发率达到 90%,培
养基、 激素和种子预处理是萌发率高低的关键,种
皮是阻碍黄花杓兰种子萌发的主要原因之一。
2.3 杓兰属植物的菌根真菌及其有效成分
兰科植物菌根是兰科植物与真菌共生形成的
联合体,它们在兰科植物的生命活动中起着重要的
作用。 黄花杓兰具有相应的菌根结构,菌丝的存在
状态在各物候期有所不同,菌根真菌利用植株体内
物质完成生命活动,同时使真菌所储藏的营养物质
转化,为植株所利用 [21]。 黄花杓兰的根际土壤中有
金黄毛壳菌,其子囊和子囊孢子以及根表的分生孢
子均占优势, 在黄花杓兰的根际和根皮层细胞内,
出现不同阶段的小型菌核(Bulbils)[22]。黄花杓兰、云
南杓兰(Cypripedium yunnanense)、西藏杓兰和紫点
杓兰 4 种高山杓兰植株在其成年生活期的各个时
期都有真菌入侵, 菌丝在其根部细胞内有 4 种存
在状态,杓兰利用真菌菌丝消解后的营养物质进行
混合营养[23]。
秦瑀 [24]用化学方法提取的大花杓兰水提醇液
作用于大鼠,发现大花杓兰具有利尿作用.刘东等 [25]
对西藏杓兰的化学成分进行了研究,从乙酸乙酯部
位分离得到两个菲醌类化合物:西藏杓兰醌 A 和西
藏杓兰醌 B,二者均为新的菲醌类化合物。 鞠建华
等 [26]从褐花杓兰中分离并鉴定了 5 个化合物,所有
化合物均为首次从该植物中分离得到。Barkman等[27]
对 8 种杓兰花的芳香成分进行检测, 发现苯环、萜
类和脂肪醇衍生物等多样性骨骼复合型芳香物质,
在两个种群间发现定性芳香变异物质,在有限的种
群内对花的芳香物质取样进而得出关于分类和授
粉关系的结论只是初步的,能够发现种群间变异物
质的研究才更为深入。
3 杓兰属植物资源的保育研究
3.1 杓兰属植物资源的保育研究现状
杓兰属植物的栽培和繁育存在很大困难,许多
用于观赏的植株都是通过对野外杓兰的破坏性采
挖而获得的,再加上人类活动所造成的栖息地的破
坏都使杓兰种群量急剧下降。 全世界所有野生兰科
植物均被列入 《野生动植物濒危物种国际贸易公
约》的保护范围,占该公约中应保护植物的 90%以
上 [28],Case 等 [29]已将美国的 11 种杓兰列入不同的
濒危等级。 《中国生物多样性国情研究报告》 将 13
种中国特有杓兰列入了优先保护的濒危植物名录。
大花杓兰在宝曼山自然保护区分布在海拔
1 700 m 左右的山顶林下,极为珍稀,已处于濒危状
态。 林大影[30]通过对北京山地濒危植物的分布及其
生存群落特征研究,计算出大花杓兰的生态位宽度
为 0.024,说明其适宜生存的生境较少,急需优先保
护[31]。 在自然条件下大花杓兰种群年龄结构虽然呈
倒金字塔型,也不属于衰退种群,但是造成大花杓
兰濒危的最主要原因是人类为经济和观赏目的而
进行的大量采挖活动 [32]。 中国云南特有物种长瓣
杓兰(Cypripedium lentiginosum)的种群发展与其生
物学特性相吻合,适生地的生长空间不连续性和狭
窄成为其种群发展的制约因素,该物种现在不需要
也不适宜进行迁地保护[33]。
Garcia等[34]对比利牛斯山范围的 5 种极濒危植
物包括杓兰的状况进行了调查和评价,结果表明近
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第 9 期
(责任编辑 昌炎新)
年杓兰种群增长率稳定,结实数量多,几乎没有虫
食的可能性,种群内部发展没有不良表现,但杓兰
日益稀少,其真正原因有待于进一步调查和研究。
3.2 杓兰属植物保育策略和发展方向
3.2.1 开展基础研究并提出保育策略 全面、准确
地开展杓兰属植物资源的现状调查,详细了解杓兰
属植物的资源分布、种类、数量、生长及繁育状况,
深入开展生态学、居群生物学等基础性研究,科学
评价物种濒危等级并提出保育对策,有针对性地制
定具体保育措施。 针对出现严重濒危状态的杓兰属
自然种群,尽快设立保护法律,加强保育工作的推
进,强化就地保育,适当进行迁地保育,加快并规范
兰花产业发展,提高公众的保护意识,在保护杓兰
属植物资源的同时保护其野生生境,使杓兰属植物
资源得到可持续利用。
3.2.2 加强繁殖技术研究 杓兰属植物在自然条
件下主要靠无性繁殖,其繁殖系数小,种群扩展速
度慢,人为挖掘对野生种群破坏严重,而人工繁殖
技术的有效研究是恢复杓兰野生居群的重要基础,
是开展杓兰野生种群“回归”工作的技术支撑,可有
效减缓对野生资源的破坏压力。 因此开展杓兰属植
物繁殖技术尤其是人工组培技术研究,是目前杓兰
属植物保育工作中最为迫切、 最为重要的内容,也
是深入开展其他研究工作的重要基础。
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